我国成飞研制的第六代战斗机(以下简称 JXX)的亮相,这一历史性事件对空中力量未来发展轨迹影响重大。有史以来,让我国第一次站在了引领战斗机发展的世界前沿,诸多国外军事评论对此做了诸多分析报道,今天,我将梳理他们的观点分享给大家。
一、JXX 在战斗机发展脉络中的位置及特点
(一)与过往战斗机概念对比 历史上存在不符合所处时代主流范式的战斗机概念,像苏联米格 - 31(米格 - 25 的直系后代),其在尺寸、作战速度和高度方面与同期机型差异巨大,是为应对如美国 XB - 7“瓦尔基里”、SR - 71“黑鸟”这类独特飞机而设计。JXX 同样有着独特之处,它融合了米格 - 31 的机动性优势以及第五代战斗机的低可探测性(隐身)和先进传感器能力等特点。
米格31
SR - 71“黑鸟”
(二)关键特性——效率提升
JXX 着重追求推进效率,结合轻量化设计与较大内部燃油容积,打造出机动性更高效的飞机,旨在显著增强航程这一空中力量关键要素。其具备的超音速巡航能力在航程方面表现突出,预估能在约 2000 公里甚至更远距离上实现超音速巡航,远超第五代战斗机典型的超音速巡航航程。
JXX
二、推进系统分析
(一)发动机数量与布局 JXX 采用三台发动机布局,区别于常见的双发战斗机布局。考虑到其尺寸比成飞歼 20 等最大的第五代战斗机还大很多,这种配置有其合理性,不过选择三台发动机可能不仅出于高推力需求,采用混合动力或自适应推进系统或许在决策中起关键作用。
(二)各发动机推测及作用 外侧发动机:外侧两台发动机大概率是新型的 WS5 涡扇发动机,这有望使中国发动机技术达到美俄在 21 世纪初至 2010 年代的水平。
中央发动机:中央发动机基于其位于驾驶舱后方、机身上部独特的进气口设计(此设计符合高空持续巡航为主的运行模式,但机头上仰机动时会影响进气量),推测是针对高空优化的推进装置。
综合分析,这台发动机很可能是改进的 WS15 改型,增加了压气机级数且没有涡扇旁通,与另外两台发动机构成混合推进系统,以提高在 20 - 25 公里高空运行工况下的效率。在实际飞行场景中,外侧 WS15 发动机可在注重效率时不开启加力燃烧室运行,中央发动机(可能是高压缩比的涡喷发动机)在需要更高速度时则启动加力燃烧室。
Jxx该飞机的大型腹侧机身部分可能为内部武器舱提供了空间。主起落架各有两个轮子,这是重型战斗轰炸机(如苏霍伊 Su-34)的标志。
(三)进气口设计 JXX 的机腹进气口采用类似 F - 22 的较为常规的分流式设计,并非如部分近期战斗机采用的可调式超音速进气道(DSI)类型,这暗示其具备在更高速度飞行的能力,速度可能超过 2 马赫,甚至有望达到 3 马赫左右。
三、关键飞行控制与设计特性
(一)推力矢量控制(TVC)系统 JXX 几乎肯定会配备 TVC 系统。早期像米格 - 31 这类机动性可比的战斗机未配备推力矢量系统,而 JXX 配备该系统后受益颇多。在高空稀薄空气限制常规气动舵面有效性时,结合先进电传飞控系统,TVC 能让飞机进行大幅度规避机动。在超视距空空导弹末端普遍缺乏推力矢量控制、机动能力有限的情况下,在 20 - 25 公里高度飞行的 JXX 依靠 TVC 系统可有效应对此类导弹,这是其作为第六代战斗机相较于其他机型的显著优势。
(二)飞翼式布局与优势
飞机采用飞翼式布局(即无尾飞翼),没有尾垂直安定面。依靠三维推力矢量控制来维持机动性,在脱离主要的高空飞行区域,如进入 5 - 10 公里这样常规高度的近距离空战场景时,也能保持足够操控性和敏捷性。同时,去除尾部垂直安定面可降低阻力,改善飞机整体气动性能,提升效率和性能,还能极大减小雷达散射截面积,增强隐身性能,结合低翼载荷,使 JXX 能够达成预期作战高度并实现高性能水平。
四、对空战作战的影响
(一)超视距空战中的优势
在超视距空战里,高空作战环境对 JXX 极为有利。因为在高空中发射空空导弹,所受阻力小,能大幅增加导弹有效射程和末端动能,且作战高度高使导弹初始发射速度更高,最大速度可能接近 3 马赫。实际作战时,JXX 能在太平洋上空,凭借高度和速度优势冲向敌方战斗机编队,在远超 F - 35、F - 22 等敌机的距离上发射空空导弹,随后脱离战斗并利用侧置雷达阵列追踪敌机,更新导弹目标位置信息。并且,JXX 配备的先进雷达系统(如有源电子扫描阵列雷达),使敌方战斗机很难在未被探测到的情况下接近发动有效攻击,确保其能安全处于对手隐身战斗机的交战包线之外,构建起可靠的防区外打击杀伤链。
通用原子公司-ASI 对其各种 Gambit 系列 CCA(协同战斗机)的演示,其中一架 CCA 正在发射空对空导弹。(图片来源:GA-ASI)
(二)导弹齐射与作战范围优势
鉴于 JXX 内部空间大,能在武器舱携带大量远程空空导弹,它可以在保持在美国第五代战斗机射程之外的同时,实现多发导弹齐射。这对美国在太平洋地区空中力量影响重大,特别是涉及第一岛链和第二岛链相关任务时,在 21 世纪 30 年代,JXX 一次打了就跑式的攻击,就可能让美军 F - 35 战斗机编队在接近中国领空前丧失执行任务的能力。
第三代氮化镓芯片的数字阵列相控阵雷达+霹雳-15的超远距空空导弹组合
五、地缘战略层面的影响
(一)对现有战斗机的挑战 JXX 的出现作为技术代际跨越,对四代机和五代机产生极具破坏性影响,这些早期代次飞机在对抗 JXX 时面临诸多严重局限和挑战,比如在有效射程、防御区域等方面受到极为不利的影响,空战对抗中明显处于劣势。
(二)地缘战略平衡改变 从地缘战略角度看,JXX 的技术优势可能代表太平洋地区地缘战略平衡的重大转变,会严重削弱美国遏制中国发展的地缘政治战略。中国研发 JXX 是为应对未来与美国可能的对抗做准备,在太平洋上空执行远程远征任务场景中,它能防止美国将冲突引向中国大陆,在美国进攻性空中力量试图突破第二岛链前将其瓦解,改变区域战略态势。
除非美国研发出类似先进的下一代战斗机(如“下一代空中主宰”(NGAD)计划中的战斗机),否则像 F - 35 这类本身机动性受限的战斗机面对 JXX 时会因代际差距毫无还手之力。
六、此前国外媒体对于全球各国六代机项目情况进展分析
Tempest 未来作战航空系统(英、意、日、瑞典):2018 年由英国启动,2021 年正式开始,日本于 2022 年加入,瑞典被边缘化。预计 2027 年投入演示机,2035 年投入六代机。功能上有开放架构、高速高空性能、可扩展自主性等。问题是多国合作期望不同,有失败风险,且成本高昂,各合作伙伴难独自承担。
空中客车公司正在寻求参与开发英国未来作战航空系统 (FCAS) 的空战云支柱,而“暴风”战斗机是其中的关键组成部分。by:https://www.janes.com/泛欧洲未来作战航空系统 (FCAS)(法、德、西班牙):2018 年启动,2021 年正式合作,预计 2029 年推出演示机,2040 年投入使用,但可能推迟至 2050 年代。具备 AI 集成、数据云共享、更远射程等能力。面临跨国合作的许可、技术共享和生产问题;法国要求具备航母能力,可能引发伙伴间冲突,还存在零件通用性差、成本高及德国不愿增加国防预算等问题。比利时据悉将于2025年加入该计划。by:https://www.twz.com/belgium-joins-european-next-generation-fighter-program
美国(空军和海军):美国空军和海军同时开展下一代空中优势计划(NGAD),空军项目更先进,2020 年进行演示机首飞。具备超级巡航、扩大作战范围、强隐身等能力。面临工程设计挑战,如满足长航程需大量燃料、隐身与超音速巡航设计矛盾;财务上面临预算获批难问题,或寻求低成本替代方案。
发展前景评估:西方国家在六代机研发上看似领先。印度缺乏自主生产五代机能力,研发六代机困难。俄罗斯苏 - 57 数量少,六代机计划前景不佳。还有一部分欧洲国家捷克、丹麦、芬兰、荷兰、挪威、波兰和瑞士都已正式承诺购买 F-35,或已经承诺购买,从财力上评估短期或许不太可能加入欧洲的两个六代战机研发计划。
七、美空军六代机计划:成本与性能的艰难权衡
美空军六代机计划面临着成本控制与性能平衡的双重挑战。自F - 35问世,降本难题就一直存在。如今,美空军欲开发一款成本不高于F-35的第六代战斗机来替代F - 22 .并希望单机成本低于F - 35。
然而,在低于F - 35成本的情况下实现下一代空中优势(NGAD)所需能力和性能难度极大,甚至可能导致项目取消。NGAD最初概念价格约为F-35的三倍,高昂成本使空军暂停合同授予并重新规划。该计划将NGAD设想为包含有人战机、协同作战飞机等的“系统家族”,其中协同作战飞机可减轻有人机负担。
NGAD的推进困难重重。F-35因多国采购实现降本,而NGAD既不对外出售,也未与海军合作,无法靠大规模生产降本;且其高速、远航程等高性能要求会进一步增加成本,目标实现难度大。
洛克希德·马丁公司展示正在加油的 NGAD 战斗机。
NGAD 科技树发展重心放在了拥有自适应发动机、先进传感器等先进配置上,另外还配备自主无人机僚机(CCA),目前美国空军受核三位一体现代化、人员成本上升及预算上限等因素影响,不得不重新规划 2026 财年支出。项目需要重新评估。
自适应发动机使用可变的第三流(蓝色)来提高燃油效率或增加推力。图片来源:Guy Norris/AW&ST
为降低成本,美国空军采取了一系列措施。主要考虑调整发动机设计,在维持技术优势的同时降低复杂性和尺寸;通用电气和普惠公司借助数字化协同设计降本,并升级设施节省开支。此外,空军期望优化 NGAD 与 CCA 的协同作战能力,还寻求国会支持,探索创新设计和采购策略,如制造更廉价且能快速生产和更新的战斗机。
八、6代机不仅是技术问题,也是国家财力问题
(一)美国关于第六代飞机的技术要求
数字工程:加速建设和工业化进程,适应快速发展的时代需求。
先进人工智能:能在几秒钟内提供所需目标数据,助力快速决策。
新型武器:开发新型动能和非动能精确武器,提升作战效能。扩展作战平台网络:实现实时数据交换,获取信息和干预优势。应用纳米技术:将新纳米技术应用于材料,减少雷达和红外信号,增强隐身性能 。
新型发动机:采用“第三气流”,提供额外气流源,提高推进效率、降低油耗,或通过核心机输送额外气流,获得更高推力和冷却效果。
洛克希德·马丁公司设计的下一代空中优势飞机的渲染图展示了一种无尾隐形未来战斗机。(洛克希德·马丁公司)
(二) 第六代飞机研发的经济分析
研发成本高:高超音速技术研发需大量经济投入,第六代飞机研发也不例外。例如美国 DARPA 的 Falcon 项目飞机制造需约 3.2 亿美元资金。
欧洲项目经济对比:对比参与“暴风”、FCAS、“龙卷风”和欧洲战斗机计划的国家 GDP 可知:
- “龙卷风”涉及的德、意、英三国 GDP 总和约 8.2 万亿美元(2017 年值)。
- 欧洲战斗机公司与德、英、意、西合同总额 10.5 万亿美元。
- FCAS 飞机能撬动 7.5 万亿美元。
- “暴风”飞机潜在总价值仅 5 万亿美元。
预算削减与经济影响:合并欧洲的 Tempest 和 F - CAS 项目,财政基础将与中国 12.2 万亿美元可比 GDP 相当;若涵盖欧盟所有国家,可达 18.5 万亿美元,接近美国 19.4 万亿美元 GDP 。
洛克希德·马丁公司设计的下一代空中优势飞机的渲染图展示了一种无尾隐形未来战斗机。(洛克希德·马丁公司)
2024 年 1 月 17 日,首架 B-21 Raider 隐形轰炸机原型机在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行飞行测试。(美国空军)
结语
中国持续生产歼 20 证明其具备量产复杂 JXX 的工业基础,预计到 21 世纪 30 年代初可实现量产。这款六代机的出现,将成为空中规则的真正变革因素。
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